Un sistema drain-back es un diseño solar térmico en el que el fluido caloportador —normalmente agua sin aditivos— drena por gravedad a un depósito cada vez que se detiene la bomba de circulación, dejando vacíos los captadores y las tuberías expuestas. La protección contra heladas y contra el estancamiento procede de la geometría y no de la química, por lo que no hace falta glicol. Todas las tuberías deben tener una pendiente hacia el depósito de al menos el 2 % (20 mm por metro).
¿Cómo funciona una instalación solar drain-back?
Un sistema drain-back mantiene fluido en los captadores solo mientras funciona la bomba. El circuito no está lleno a propósito: un volumen de aire definido se sitúa en un depósito de vaciado entre el campo de captadores y el depósito de acumulación. Cuando la centralita solar pone en marcha la bomba, el fluido es impulsado hacia los captadores, el aire vuelve al depósito de vaciado y comienza la circulación. En el momento en que la bomba se detiene —depósito caliente, corte de corriente, riesgo de helada o simple fin de la insolación— la gravedad vacía los captadores y todas las tuberías expuestas hacia el depósito de vaciado. Los captadores quedan entonces llenos de aire, que ni se congela ni hierve.
¿Por qué el drain-back resuelve a la vez las heladas y el estancamiento?
Porque la protección procede de la geometría y no del fluido. En invierno, los captadores en reposo no contienen líquido, así que no hay nada que congelar, y por eso muchas instalaciones drain-back funcionan con agua sin aditivos en lugar de propilenglicol. En verano, cuando un depósito lleno llevaría una instalación presurizada a su temperatura de estancamiento y «cocería» el glicol, un sistema drain-back simplemente se vacía: el captador vacío se calienta, pero ningún fluido se degrada y no se fuerza vapor a través del circuito. Este doble beneficio es la razón por la que el drain-back domina el mercado neerlandés de equipos solares para agua caliente y está muy extendido en Norteamérica.
¿Cuáles son las reglas de instalación de las tuberías drain-back?
La pendiente lo decide todo. Cada tubería entre la salida del captador y el depósito de vaciado debe descender de forma continua hacia el depósito con un 2 % o más —unos 20 mm por metro, y los códigos de edificación de EE. UU. especifican el mismo mínimo—, sin hundimientos donde el agua pudiera quedarse y congelarse. Tres reglas más completan el diseño: los captadores deben tener una disposición de absorbedor que permita el vaciado, montados con la inclinación especificada por el fabricante; la bomba debe vencer en el arranque toda la altura estática desde el depósito de vaciado hasta la parte superior del captador, y no solo la pérdida por rozamiento; y el depósito de vaciado debe contener todo el contenido del captador y de las tuberías expuestas con margen. Si falla cualquiera de ellas, el sistema pierde su protección integrada.
Drain-back o sistema presurizado con glicol: ¿cuál elegir?
| Aspecto | Drain-back | Presurizado con glicol |
|---|---|---|
| Fluido caloportador | Agua sin aditivos (o glicol débil) | 40–50 % de propilenglicol |
| Protección antiheladas | Captadores vacíos | Química del anticongelante |
| Comportamiento en estancamiento | Se vacía: el fluido no se degrada | Formación de vapor, envejecimiento del fluido |
| Vaso de expansión solar | No necesario (colchón de aire integrado) | Necesario, dimensionado para estancamiento |
| Trazado de tuberías | Pendiente continua estricta | Trazado libre |
| Altura de la bomba en el arranque | Altura estática completa (a menudo 6–12 m) | Solo pérdidas por rozamiento |
| Mantenimiento del fluido | Mínimo | Revisión cada 2–3 años |
El agua también transporta aproximadamente un 12 % más de calor por kilogramo que una mezcla con un 40 % de glicol (4,19 frente a unos 3,7 kJ/(kg·K)), de modo que un circuito drain-back bien construido transporta la misma potencia con menor caudal.
¿Dónde tienen más sentido los sistemas drain-back?
Ganan los trazados compactos: instalaciones domésticas de agua caliente en las que los captadores están justo encima de un tramo corto de tubería con pendiente constante hasta el depósito de vaciado y el depósito de acumulación. Las rehabilitaciones con largos recorridos horizontales por el techo o rodeando obstáculos son aquellas en las que el drain-back falla en la práctica: cada sifón inevitable aboga por un circuito presurizado con glicol. Los climas que combinan heladas fuertes con un sol de verano intenso son los que más se benefician, puesto que se aprovechan ambos mecanismos de protección. La bomba consume algo más de electricidad durante la fase de llenado; las centralitas lo compensan pasando a baja velocidad una vez establecido el sifón.
Preguntas frecuentes
¿Puede congelarse un sistema solar drain-back?
Solo si está mal instalado. Cualquier tramo de tubería hundido que retenga agua puede congelarse y reventar; un sistema con la pendiente correcta y captadores que permitan el vaciado no deja nada que congelar. Por eso las tolerancias de instalación del drain-back son más estrictas que las de los sistemas con glicol.
¿Necesita un sistema drain-back captadores especiales?
Necesita captadores cuyo absorbedor se vacíe por completo con la inclinación de montaje especificada; la mayoría de los captadores planos cumplen si se montan según las instrucciones drain-back del fabricante. Los captadores de tubos de vacío con heat pipe y colectores llenos de fluido suelen ser menos adecuados.
¿Es un sistema drain-back menos eficiente que uno con glicol?
No. El agua supera térmicamente al glicol en un 12 % aproximadamente por kilogramo, lo que compensa el trabajo adicional de la bomba durante el llenado. Las producciones anuales de los sistemas drain-back y con glicol bien diseñados son comparables, y el drain-back evita la pérdida de eficiencia por un fluido envejecido.
¿Por qué hace ruido de borboteo la bomba de mi sistema drain-back al arrancar?
Durante los primeros minutos la bomba eleva el agua hasta los captadores vacíos y empuja el aire de vuelta al depósito de vaciado, lo cual es audible. Cuando el circuito se llena y se forma el sifón, el ruido cesa; un borboteo persistente indica una pendiente insuficiente o un nivel de fluido bajo.